Verfahren zur Erzeugung von Lungen Neutrophilie Mit aerosolisiertes Lipopolysaccharide
Summary
Wir beschreiben ein Verfahren zur Induktion von neutrophilen Lungenentzündung durch Herausforderung aerosolized Lipopolysaccharid durch Vernebelung, akuter Lungenschädigung-Modell. Darüber hinaus werden grundlegende chirurgische Techniken für Lungen Isolation, Intubation und Bronchiallavage ebenfalls beschrieben.
Abstract
Akutem Lungenversagen (ALI) ist eine schwere Erkrankung, die alveoläre Neutrophilie, mit begrenzten Behandlungsmöglichkeiten und eine hohe Sterblichkeit. Experimentelle Modelle der ALI sind der Schlüssel bei der Verbesserung unseres Verständnisses der Pathogenese der Erkrankung. Lipopolysaccharid (LPS) aus grampositiven Bakterien stammt induziert neutrophile Entzündung in den Atemwegen und Lungenparenchym von Mäusen. Efficient pulmonalen Verabreichung von Verbindungen, wie LPS ist jedoch schwierig zu erreichen. In der hier beschriebenen Vorgehensweise wird pulmonalen Verabreichung bei Mäusen durch Herausforderung aerosolized Pseudomonas aeruginosa LPS erreicht. Gelöst LPS wurde durch einen Zerstäuber mit Druckluft angeschlossen vernebelt. Die Mäuse wurden in einen kontinuierlichen Strom von LPS Aerosol in einer Plexiglas-Box 10 Minuten lang ausgesetzt, gefolgt von 2 min Konditionierung nach dem Aerosol wurde abgebrochen. Intubation und anschließende Bronchiallavage, gefolgt von Formalin Perfusion wurde als nächstes durchgeführt, die für die Charakterisierung des sterilen p ermöglichtulmonary Entzündung. Aerosolized LPS erzeugt eine Lungenentzündung gekennzeichnet durch alveoläre Neutrophilie, in Bronchiallavage und durch histologische Begutachtung festgestellt. Diese Technik kann gegen eine geringe Gebühr mit wenigen Geräten eingestellt werden, und erfordert nur minimale Schulung und Know-how. Das Belichtungssystem durch eine Routinejeder Labor durchgeführt werden, mit dem Potential, das Verständnis der Lungenpathologie verbessern.
Introduction
Lipopolysaccharid (LPS) ist ein Zellwandkomponente von Gram-negativen Bakterien 1. Herausforderung LPS ist ein gut dokumentiertes Modell des akuten Lungenversagens, ein Syndrom, das durch eine akute neutrophile Entzündung und Ödem 2. Zusätzlich ist Lungen Neutrophilie auch ein Markenzeichen von chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) 3 und LPS bei Menschen verwendet wurde, um COPDExazerbationen 4 modellieren. So sind experimentellen Modellen der LPS Exposition klinisch relevante und wertvolle Werkzeuge für die menschliche Pathologie zu verstehen.
Das Ziel der pulmonalen Verabreichung von hier beschriebenen aerosolized LPS ist es, eine neutrophile Entzündungsreaktion in den leitenden und den Atemwegen, ohne systemische Beteiligung erzeugen. Verschiedene Techniken von LPS wurden bereits beschrieben. Intravenöse Injektion von LPS ist die am häufigsten verwendete Art der Verabreichung. Obwohl diese Technik ist leicht zugänglich, ter Primärschaden ist an das Endothel, mit sekundären Zerstörung der Lungenepithel folgenden neutrophilen Migration in die Lunge. Intravenöse Verabreichung induziert auch systemische Entzündung 2, die das klinische Bild in Tiermodellen erschweren kann. Systemische Entzündung ist hingegen nicht durch intratracheale Verabreichung beobachtet. Diese Technik ist jedoch arbeitsintensiv und erfordert Anästhetika sowie erhebliche Trainings 5, 6. Darüber hinaus ist Lung dieses Verabreichungsweg abhängig von Atem 7. Somit wird Lungenablagerung durch die Narkosetiefe für die intra tracheale Verabreichung und variable Abscheidung in den Atemwegen beobachtet werden benötigt betroffen. Im Gegensatz dazu pulmonalen Verabreichung mit aerosoli LPS erfordert minimales Training, und kann leicht zu einer großen Anzahl von Tieren, die mit wenig oder gar keine Variation zwischen Individuen 5, 8 durchgeführt werden.Eine aktuelle Studie bestätigt, dass die Aerosolabgabe ist besser als die intratracheal im Hinblick auf die Abscheidung und relevanter Dosen von LPS induziert neutrophilen Entzündung mit diesem Modell 8.
Frühere Studien haben gezeigt, dass diese Herausforderung vernebelt Pseudomonas aeruginosa LPS erzeugt eine deutliche Entzündungsreaktion in den Atemwegen Lumen und Lungenparenchym, einschließlich der Alveolarräumen 9, 10. Die Entzündung wird durch ein Vorherrschen der Neutrophilen und die Anwesenheit von Lungenödem gekennzeichnet und können daher verwendet werden, um die Pathogenese von akuter Lungenverletzung Adresse weiter und gewinnt die Kenntnis der Mechanismen Beitrag zur Krankheitspathologie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aerosolierte LPS erzeugt eine Entzündungsreaktion in den Atemwegen von Neutrophilen im epithelialen submucosa gekennzeichnet, umgebenden Räumen die leitenden Atemwege, sowie die Alveolen. Dies ist zusammen mit der erhöhten Gesamtproteingehalt in BALF anzeigt Plasmaleckage, repräsentativ für die Pathologie von akuter Lungenverletzung. LPS induziert eine sterile Entzündung ist die Reaktion unabhängig von der adaptiven Immunantwort, und es gibt Grenzen für die Relevanz für bakterielle Infektionen. Die Technik kann…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir möchten Kerstin Thim (Astrazeneca, Lund, Schweden), Benita Dahlberg und Dr. Anders Eklund (Karolinska Institutet, Stockholm, Schweden) sowie Dr. Martin Stampfli (McMaster University, Hamilton, ON, Kanada) für geschickte Unterstützung danken und kompetente Beratung.
Materials
| Name of the material/equipment | Company | Catalog number | Comments/Description |
| Purified Pseudomonas aeruginosa LPS | Sigma-Aldrich | Harmful. Recomended purification. LPS purified from other bactria may be used. | |
| Pari LC sprint star nebulizer | PARI Respiratory Equipment Inc. | 023G1250 | |
| TSI mass flowmeter 4040 | TSI | 4040 | Alternative product from supplier may be used. |
| Saint-Gobain 15.9 mm Tygon tube | Sigma-Aldrich | Z685704 | Recomended brand. |
| Plexiglas boxes with removable lids | Custom built | N/A | 150 x 163 x 205 mm (a 2 mm hole on the side). |
| 3M Half Facepiece Reusable Respirator | 3M | 7503 | Recomended brand. |
| 3M Advanced Particulate Filters (P100) | 3M | 2291 | Recomended brand. |
| Sissors | VWR | 233-1104 | Preferred scissors may be used. |
| Forceps | VWR | 232-1313 | Preferred forceps may be used. |
| Intramedic PE50 polyethylene tube | BD | 427411 | Recomended brand. |
| Ethicon 2-0 Perma-hand silk tread | VWR | 95056-992 | Recomended brand. |
| 26 ½ gage needle | Alternative suppliers exist. | ||
| 1 mL BD slip-tip syringe, non-sterile | BD | 301025 | Alternative suppliers exist. |
| 60 mL BD Luer-Lok syringe, non-sterile, polypropolene | BD | 301035 | Alternative suppliers exist. |
| Fluka Hematoxylin-Eosin | Sigma-Aldrich | 3972 | Alternative suppliers exist. |
| Türk's solution | Merck Millipore | 109277 | |
| Table top centrifuge | Alternative manufacturers exist. | ||
| Cytospin 4 cytocentrifuge | Thermo Scientific | A78300003 | Alternative centrifuge can be used. |
| HEMA-3 stat pack | Fisher Scientific | 23-123-869 | Alternative staining kits exists. |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 | Alternative suppliers exist. |
Referenzen
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